Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 89

Интересный результат, полученный Четвериным и его коллегами, заключается в описании рекомбинации (обмена участками РНК), спонтанно происходящей в присутствии ионов Mg2+. А кроме того, метод колоний РНК перспективен для диагностики многих болезней...

На Западе чаще изучают эволюцию РНК в жидкости. С одной стороны в реактор втекает «пищевая» смесь, с другой — выходит отработанная жидкость с молекулами РНК. Конечно, «пища» для этой РНК-овой преджизни очень особая: её важный компонент — белки РНК-синтетазы. Зато в таких условиях можно по-настоящему изучать закономерности отбора и изменчивости на уровне автокаталитических реакций.

Пример эволюции трёх культур РНК в направлении повышения эффективности использования изменённого (по сравнению с предшествовавшими условиями культивирования) реагента. Красная и синяя линии описывают популяции РНК, которые имели заранее накопленный резерв изменчивости вследствие мутаций при самокопировании. Чёрная линия соответствует популяции из идентичных молекул.

Рибозимы, которые синтезируют любые РНК в любых условиях, ещё не известны, но те, что синтезируют некоторые последовательности в определённых условиях, уже найдены (кроме прочего — в результате отбора). А ещё известны пары молекул РНК, каждая из которых способна собирать другую из её фрагментов. Знаете, прямо как далай-лама вместе с панчен-ламой: далай-лама ищет реинкарнацию панчен-ламы и воспитывает его в новой жизни; панчен-лама делает то же самое для далай-ламы...

Эти и многие другие результаты подтверждают концепцию «мира РНК» — этапа химической эволюции (или, если угодно, преджизни), основанного на самовоспроизведении РНК.

Реконструкция «мира РНК» ещё не закончена. Временами кто-то из исследователей абиогенеза сообщает о какой-нибудь существенной нестыковке. Раз за разом то, что казалось нестыковками, находит свое объяснение (как в примере с синтезом цитидина в прошлой колонке). Помогает ли в этой работе критика со стороны креационистов? Нет, конечно: те заняты своим. Вычисляют вероятность случайного спрыгивания атомов в живую клетку, трубят о ниспровержении научных представлений о возникновении жизни и рапортуют о неоспоримых доказательствах Божественного вмешательства.

Но всё-таки «мир РНК» очень непрост. Как он мог возникнуть? Как компоненты для синтеза РНК могли достичь нужной концентрации?

Одно из возможных решений этой проблемы — гипотеза «мира ПАУ», предшествовавшего «миру РНК». В этой гипотезе (и многих её возможных альтернативах) в качестве фактора, обеспечивающего концентрирование и закономерное размещение определённых веществ, рассматривается их связывание на упорядоченных поверхностях (как на кристаллических решетках минералов). Исследователи абиогенеза искали основу, которая собирала бы азотистые основания и размещала их на том расстоянии друг от друга, на каком они находятся в РНК и ДНК, — 0,34 нм. Нашли.

Помните миссию Deep Impact по бомбардировке кометы Темпеля 1 в 2006 году? В выбитом из кометы веществе зарегистрировали соединения, которых должно было быть много и на поверхности молодой Земли, — полиароматических углеводов, ПАУ. В воде ПАУ химически модифицируются и образуют стопки, способные связывать азотистые основания. Согласно этой гипотезе пре-РНК, синтезированные на стопках ПАУ, соединялись не сахарофосфатным остовом (как РНК), а полиформальдегидным. С изменением кислотности среды такие пре-РНК освобождались...

Стопки ПАУ связывают и ориентированно располагают азотистые основания, которые могут связываться в пре-РНК формальдегидными цепочками. Так возникал «мир РНК»?

Исследование закономерностей происхождения жизни продолжается. Не слабеет и пропаганда, нацеленная на разрушение научно обоснованной картины мира. Что интереснее Вам, читатель: новооткрытые закономерности самоорганизации и эволюции или демагогия о бессилии науки и необходимости чудес?

К оглавлению

Опубликовано 06 октября 2011 года

Можно допустить, что человек допрометеевой эпохи физиологически был схож с человеком современности. И в среднем за сутки потреблял пищи на три-четыре тысячи килокалорий. На добычу этих калорий плюс поддержание себя в жизнеспособном состоянии (искать вершки и корешки, ловить лягушек и ящериц, спасаться от волков и тигров) у него уходили те же три-четыре тысячи килокалорий.

Эффективность самообеспечения составляла сто процентов: три тысячи килокалорий пришло, три тысячи килокалорий ушло. Никакого кредита, никаких долгов. Более того, те же три тысячи килокалорий обеспечивали расширенное воспроизводство — в смысле прокорма детёнышей племени (если тогда институт семьи не существовал).

Крестьянин начала девятнадцатого века тратил энергии побольше. У него была лошадь, а то и две, корова, свиньи, мелкая живность, которые и потребляли, и выделяли энергию. А ещё он топил печь — летом готовить пищу, а зимой ещё и греться. Плюс лучины для освещения избы. Плюс расход энергии на создание орудий труда (даже если энергию тратил не он, а кузнец, это не меняет сути дела).

Впрочем, лошади и коровы включались в биологический круговорот — живи они сами по себе, всё равно потребляли бы энергии примерно столько же. А вот печь — объект явно затратный. Сожжённые дрова не всегда воспроизводились природой: леса вырубались, и территория обитания нашего зелёного друга сокращалась нещадно.

Точного значения печных килокалорий не скажу. Любителям точности приведу задачу из «Собрания арифметических задач» Воронова, издание 1876 года: «Определить вес сажени однополенных годовалых сосновых дров, зная, что вес свежего соснового дерева составляет 90% веса воды того же объёма; вес годовалой сосны 9/11 веса свежей сосны; кубическая сажень воды весит 593 пуда; сажень однополенных дров равна 1/4 кубической сажени, а древесная масса (по причине промежутков между поленьями) занимает в среднем 14/27 пространства, занятого дровами».

На месяц отопления обыкновенно требовалось две сажени дров.

На глазок на печь приходилось тысяч двадцать-тридцать килокалорий в день. При семье в шесть человек выходит пять тысяч килокалорий на душу зимой. Летом — много меньше. В среднем за день на крестьянина средней полосы России оставлю (тут главное — порядок, а не пятый знак после запятой) три тысячи килокалорий внешних, дополнительных.

Итого для обеспечения расширенного воспроизводства крестьянин одалживал у природы три тысячи килокалорий. Теоретически он мог их вернуть, но практически возрождением лесов занимались энтузиасты вроде чеховского доктора Астрова.

Двадцать первый век. Среднестатистический клерк московской или воронежской фирмы тратит на перемещение «дом-работа-дом» два-три литра бензина, получаемого из нефти, которую принято считать ресурсом невосполнимым (хотя есть и другие теории). Это двадцать пять тысяч невосполнимых килокалорий. На приготовление пищи и отопление расходуется природный газ — ещё три тысячи невосполнимых килокалорий. Плюс расход электроэнергии на всякие конторские и домашние нужды — охлаждение воздуха, продуктов, пылесос, телевизор, компьютер, освещение, лифт и прочая — пусть пять киловатт-часов, то есть ещё четыре тысячи невосполнимых килокалорий. Плюс энергия, затраченная на производство банок, бутылок, пакетов и прочих предметов, ежедневно выбрасываемых на помойку.

Получается, что современный человек для того, чтобы получить необходимые физиологически три тысячи килокалорий, берет из внешней среды тридцать-сорок тысяч килокалорий без отдачи. То есть с физиологической точки зрения труд его вдесятеро менее эффективен, нежели у крестьянина начала девятнадцатого века.

И, наконец, вершина эволюции, Олигарх. Физиологически он ничем не отличается ни от мужика восемьсот двенадцатого года, ни от клерка. Для жизни ему нужны те же три тысячи калорий энергии, получаемые из белков, жиров и углеводов.

На деловую встречу Олигарх летит на личном самолёте, например на Боинге 767-300, сжигающем при полёте из Сиднея в Москву невозвратных калорий просто очень много. Идет из пункта А в пункт Б на яхте с двигателем в десять тысяч лошадиных сил, опять расходуя невозвратных калорий изрядно, и тому подобное.

Мысль не новая, но повторюсь: необходимы тщательные исследования повседневной жизни олигархов, чтобы иметь не умозрительные, а точные сведения о том, сколько энергии тратит Олигарх для того, чтобы обеспечить себе физиологический оптимум.